Un árbol genealógico para las estrellas

Desde hace años, Los astrónomos están tomando prestados principios aplicados en biología y arqueología para construir un árbol genealógico de las estrellas en la galaxia. Al estudiar las firmas químicas encontradas en las estrellas, están juntando estos árboles evolutivos observando cómo se formaron las estrellas y cómo se conectan entre sí. Las firmas actúan como un proxy para secuencias de ADN. Es similar al marcado químico de las estrellas y forma la base de una disciplina a la que los astrónomos se refieren como arqueología galáctica.

En 1859, Charles Darwin publicó su teoría revolucionaria de que todas las formas de vida son descendientes de un antepasado común, y esta teoría ha servido a la biología evolutiva desde entonces. Pero fue un encuentro fortuito entre un astrónomo y un biólogo durante una cena en el King’s College de Cambridge, que hizo que el astrónomo pensara en cómo podría aplicarse a las estrellas de la Vía Láctea.

La Dra. Paula Jofré, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, escribe en las noticias del  Royal Astronomical Society cómo se propuso crear un “árbol de la vida” filogenético que conecta varias estrellas en la galaxia. “El uso de algoritmos para identificar familias de estrellas es una ciencia que está constantemente en desarrollo. Los árboles filogenéticos añaden una dimensión extra a nuestros esfuerzos por eso este enfoque es tan especial. Las ramas del árbol sirven para informarnos acerca de las estrellas y su ” Historia compartida ” dice.

La imagen muestra árboles de familia de estrellas en nuestro sistema solar, incluyendo el Sol. Crédito: Instituto de Astronomía.

El equipo escogió veintidós estrellas, incluido el Sol, para estudiarlas. Los elementos químicos han sido cuidadosamente medidos a partir de datos procedentes de espectros de alta resolución basados ​​en tierra tomados con grandes telescopios ubicados en el norte de Chile. Una vez que las familias fueron identificadas usando el ADN químico, su evolución fue estudiada con la ayuda de sus edades y propiedades cinemáticas obtenidas de la misión espacial Hipparcos, el precursor de la actual misión Gaia.

Sabemos que las estrellas nacen de explosiones violentas en las nubes de gas de la galaxia. Es probable que dos estrellas con las mismas composiciones químicas hayan nacido en la misma nube molecular sirviendo como registros fósiles de la composición del gas en el momento en que se formaron. Se estima que la estrella más antigua de la muestra analizada por el equipo, tiene casi diez mil millones de años de antigüedad, que es dos veces mayor que el Sol. La más joven tiene 700 millones de años.

El vídeo presenta una visualización de la región de formación de estrellas conocida como S106 (o Ángel de niebla) a unos 2.000 años luz de nuestro planeta. Esta vista tridimensional única ilustra y enfatiza que muchos de los objetos contenidos dentro de las imágenes astronómicas que observamos, no están a la misma distancia, sino, de hecho, se extienden a través de años luz del espacio. La imagen de Hubble es aumentada con el campo de visión adicional del telescopio infrarrojo de Subaru. Las estrellas y los lóbulos de gas incandescente de la imagen bidimensional de Hubble / Subaru han sido separados y esculpidos usando conocimiento científico y licencia artística para crear la profundidad en la película. Es de notar que las distancias relativas entre las estrellas y la nebulosa se han comprimido mucho. Creditos: NASA, ESA, and G. Bacon, T. Borders, L. Frattare, Z. Levay, and F. Summers (Viz 3D team, STScI).

En la evolución biológica, los organismos están unidos entre sí por un patrón en descenso con la modificación a medida que evolucionan. Las estrellas obviamente, son muy diferentes de los organismos vivos, pero también tienen una historia de descendencia compartida, ya que se forman a partir de un mismo “progenitor”, las nubes de gas, y llevan esa historia en su estructura química. Aplicando los mismos métodos filogenéticos que utilizan los biólogos para rastrear el descenso en plantas y animales, es posible explorar la “evolución” de las estrellas en la Galaxia.

“Las diferencias entre las estrellas y los animales son inmensas, pero comparten la propiedad de cambiar con el tiempo, por lo que ambos pueden ser analizados construyendo árboles de su historia”, dice el profesor Robert Foley, del Centro Leverhulme para Estudios Evolutivos Humanos en Cambridge.

Estos arqueólogos galácticos trazan la historia y la formación de la galaxia de la Vía Láctea a partir de observaciones detalladas de las estrellas, el gas y otras estructuras que se pueden observar desde la Tierra, como los arqueólogos tradicionales que estudian la historia humana investigando los restos que se pueden excavar y observar hoy. Con un número cada vez mayor de conjuntos de datos disponibles tanto a partir de Gaia como de telescopios más avanzados, y en las investigaciones espectroscópicas de gran envergadura, se están acercando a la posibilidad de montar un árbol que conectaría a todas las estrellas de la Vía Láctea.

En el estudio publicado por la Dra. Paula Jofré en Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, titulado: “Filogenia cósmica: reconstruir la historia química de la vecindad solar con un árbol evolutivo” se discuten los pasos involucrados en la construcción de este árbol filogenético utilizando las relaciones de abundancia química, adquiriendo edades y derivando propiedades dinámicas de las estrellas.

-Investigación publicada: https://academic.oup.com/mnras/article/2966869/Cosmic

-Fuente: https://www.cam.ac.uk/research/news/mapping-the-family-tree-of-stars

-Imagen de portada:

Estructura real del universo. Aunque parezca lo contrario, la materia tal que la conocemos, es solo un 5%. Crédito. NASA/JPL

 

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